Absorpcja atomowa (AA) to naukowa metoda testowania stosowana do wykrywania metali w roztworze. Próbka jest rozbijana na bardzo małe krople (atomizowana). Następnie jest podawany do płomienia. Wyizolowane atomy metali oddziałują z promieniowaniem, które zostało wstępnie ustawione na określone długości fal. Ta interakcja jest mierzona i interpretowana. Absorpcja atomowa wykorzystuje różne długości fal promieniowania pochłaniane przez różne atomy. Przyrząd jest najbardziej niezawodny, gdy prosta linia odnosi się do stężenia absorpcji. Instrumenty atomizer/płomień i monochromator są kluczem do działania urządzenia AA. Istotne zmienne AA obejmują kalibrację płomienia i unikalne interakcje oparte na metalach.
Dyskretne linie absorpcji
Mechanika kwantowa mówi, że promieniowanie jest pochłaniane i emitowane przez atomy w ustalonych jednostkach (kwantach). Każdy element pochłania różne długości fal. Powiedzmy, że interesujące są dwa elementy (A i B). Element A absorbuje przy 450 nm, B przy 470 nm. Promieniowanie od 400 nm do 500 nm pokryłoby wszystkie linie absorpcyjne pierwiastków.
Załóżmy, że spektrometr wykrywa niewielką nieobecność promieniowania 470 nm i brak nieobecności przy 450 nm (całe oryginalne promieniowanie 450 nm dociera do detektorów). Próbka miałaby odpowiednio małe stężenie pierwiastka B i brak stężenia (lub „poniżej granicy wykrywalności”) pierwiastka A.
Liniowość stężenie-absorpcja
Liniowość zmienia się w zależności od elementu. W dolnej części zachowanie liniowe jest ograniczone przez znaczny „szum” w danych. Dzieje się tak, ponieważ bardzo niskie stężenia metali osiągają granicę wykrywalności urządzenia. Na wyższym końcu liniowość załamuje się, jeśli stężenie pierwiastków jest wystarczająco wysokie dla bardziej skomplikowanej interakcji promieniowanie-atom. Zjonizowane (naładowane) atomy i tworzenie cząsteczek działają, tworząc nieliniową krzywą absorpcji-stężenia.
Atomizer i płomień
Atomizer i płomień przekształcają cząsteczki i kompleksy na bazie metali w izolowane atomy. Mnogość cząsteczek, które może utworzyć dowolny metal, oznacza, że dopasowanie określonego widma do metalu źródłowego jest trudne, jeśli nie niemożliwe. Płomień i atomizer mają na celu zerwanie wszelkich wiązań molekularnych, jakie mogą mieć.
Samo dostrojenie charakterystyki płomienia (stosunek paliwo/powietrze, szerokość płomienia, wybór paliwa itp.) oraz oprzyrządowanie rozpylacza może być wyzwaniem samym w sobie.
Monochromator
Światło wpada do monochromatora po przejściu przez próbkę. Monochromator separuje fale świetlne w zależności od długości fali. Celem tego oddzielenia jest ustalenie, które długości fal są obecne iw jakim stopniu. Intensywność odbieranej długości fali jest mierzona w stosunku do oryginalnej intensywności. Długości fal są porównywane w celu określenia, jaka część każdej odpowiedniej długości fali została zaabsorbowana przez próbkę. Monochromator do poprawnej pracy opiera się na precyzyjnej geometrii. Silne wibracje lub nagłe wahania temperatury mogą spowodować pęknięcie monochromatora.
Odpowiednie zmienne
Istotne są specjalne właściwości optyczne i chemiczne badanych pierwiastków. Na przykład obawy mogą koncentrować się na śladowych ilościach radioaktywnych atomów metali lub tendencji do tworzenia związków i anionów (atomy naładowane ujemnie). Oba te czynniki mogą dawać mylące wyniki. Bardzo ważne są również właściwości płomienia. Cechy te obejmują temperaturę płomienia, kąt linii płomienia względem detektora, natężenie przepływu gazu i stałą funkcję rozpylacza.